YOMEDIA
BÀI GIẢNG: CHƯƠNG 6. BENZEN
Chia sẻ: Trương Bảo Toàn
| Ngày:
| Loại File: PPT
| Số trang:20
101
lượt xem
14
download
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, học sinh trung học phổ thông chuyên môn hóa học - Các loại chất, hợp chất vô cơ.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: BÀI GIẢNG: CHƯƠNG 6. BENZEN
- Chương VI
BENZEN
- 1. Hợp chất chi phương và
hợp chất thơm
1.1 Cơ cấu KEKULÉ
có công thức phân tử C6H6.
Benzen
- Trong các cơ cấu được đề nghị trên thì cơ cấu
Kekulé phù hợp với tính chất của benzen nhất.
Tuy nhiên, cơ cấu Kekulé không giải thích được:
hợp chất 2 lần thế chỉ có 3 đồng phân mà theo
công thứ Kekulé lại có 4 đồng phân. Để giải thích
hiện tượng này Kekulé cho rằng benzen là hỗn
hợp cân bằng của 2 dạng (I) và (II).
- Tuy nhiên, 2 công thức này cũng không đủ giải thích
một số kết quả thực nghiệm khác, chẳng hạn không
giải thích được tại sao:
- Benzen cho phản ứng cộng rất khó khăn mà lại cho
phản ứng thế dễ dàng.
- Benzen khi nhiễu xạ bằng tia X cho thấy có dạng
hình lục giác đều, trong đó 2 carbon kề cận có cùng
khoảng cách 1,397A0. Trong khi khoảng cách của 2
liên kết đôi là 1,34A0 và 2 liên kết đơn là 1,54A0.
- Benzen bền hơn phân tử ciclohexatrien. Hexatrien
rất phản ứng với một số tác chất cho phản ứng cộng
vào liên kết đôi (HBr, Cl2, HOCl, H2SO4), trong khi đó
benzen trơ đối với tác chất trên.
- So sánh phản ứng của benzen và hexatrien
Tác chất Hexatrien Benzen
KMnO4 (kạnh, loãng) không phản ứng
Oxid hóa nhanh
Br2, CCl4 (trong bóng tối) Cộng nhanh không phản ứng
Cộng nhanh không phản ứng
HI
Hidrogen hóa nhanh ở Hidrogen
H2, Ni hóa
chậm ở
25oC
200oC,
200Atm
- 1.2 Thuyết vân đạo phân tử H
H
C C
H C CH
Vân đạo benzen
C C
1.3 Sự biểu diễn vòng benzen H
H
Benzen được biểu diễn bằng một lục giác đều chứa vòng
tròn, các nguyên tử hidrogen gắn trên góc của lục giác.
III
II
I
I là sự lai hóa các cơ cấu cộng hưởng của cơ cấu Kekulé
II và III, các đường thẳng là liên kết σ của nguyên tử C.
Vòng tròn là đám mây điện tử bất định xứ.
- 2. Tính thơm. Qui tắc Huckel (4n + 2)
Về lý thuyết, hợp chất thơm là hợp chất chứa đám mây
vòng điện tử bất định xứ π nằm trên và dưới mặt phẳng
của phân tử. Hơn thế nữa, đám mây điện tử π phải
chứa tổng số (4n + 2) điện tử π. Về độ bền, đặc tính
cho tính thơm, sự bất định xứ vẫn chưa đủ mà phải có
số điện tử π là 2, 6 hoặc 10..., đây là qui tắc Huckel.
- Các ion: anion ciclopentadienil và cation cicloheptatrienil
có tính thơm và được biểu diễn như sau:
- 3. Danh pháp của dẫn xuất
benzen
Tên của dẫn xuất benzen được gọi bằng
cách đặt tên nhóm thế trước tên benzen
N O2
Cl
Clorobenzen Nitrobenzen
- 4. Phản ứng thế thân điện tử trên hợp
chất thơm
4.1 Nitro hóa
Cơ chế tổng quát của phản ứng nitro hóa với hỗn h ợp acid
nitric và acid sulfuric bao gồm chuổi phản ứng sau:
- Giai đoạn (1) sinh ra ion nitronium, NO 2
Trong giai đoạn (2) ion nitronium đến gần đám mây điện t ử π
và tác kích vào một carbon bằng liên kết cộng hóa tr ị t ạo
thành carbocation, gọi là ion benzenonium là một sự lai hóa
giữa 3 cộng hưởng I, II, III.
Giai đoạn 3, Ion base HSO4 loại proton để cho sản phẩm
thế, tái sinh lại vòng bền bởi cộng hưởng.
- 4.2 Phản ứng sulfon hóa
Phảnứng sulfon hóa của hợp chất thơm
gồm những giai đoạn sau:
- 4.3 Phản ứng halogen hóa
Sự halogen hóa hợp chất thơm được minh họa bằng
phản ứng clor hóa bao gồm những giai đoạn sau đây:
- 4.4 Desulfon hóa. Cơ chế
proton hóa
- 4.5 Phản ứng alkil hóa
Friedel - Crafts
- 4.6 Phản ứng acil hóa
Friedel - Crafs
Cơchế phản ứng alcil hóa tương tự như cơ
chế phản ứng alkil hóa gồm các giai đoạn
sau:
- Tác chất thân điện tử là ion acilium, chất
thân điện tử có thể là phức giữa clorur acid
và acid Lewis.
O A l Cl 3
RC
Cl O
C (CH 2)4CH 3
AlCl 3
+ CH 3(CH 2)4C Cl
O
Zn (Hg), HCl
hoàûc NHNH 2, OH, 200oC
2
CH 2(CH 2)4CH 3
n-hexilbenzen
- 5. Độ phản ứng và định hướng
phản ứng
Nhóm tăng hoạt gắn trên benzen làm cho
5.1
pứ thế thân điện tử xảy ra trên vị trí orto,
para đối với nhóm này.
CH 3 CH 3
CH 3
SO 3H
H 2SO4
+
SO 3H
- Ngược lại, nhóm giảm hoạt gắn trên benzen
làm phản ứng thế thân điện tử xảy ra ở vị trí
meta đối với nhóm này.
N O2 N O2
H 2SO4
SO 3H
tăng hoạt: thường là nhóm cho điện tử
Nhóm
(hiệu ứng cộng hưởng, siêu tiếp cách).
Nhóm giảm hoạt: là nhóm hút điện tử ( hiệu
ứng cộng hưởng, hiệu ứng cảm).
- 5.2 Trường hợp benzen có mang 2
nhóm thế
Trường hợp nhân benzen có mang sẵn 2 nhóm thế:
- Nếu cả hai nhóm thế đều là nhóm cho điện tử, thì phản ứng
thế thân điện tử sẽ vào vị trí orto, para đối với nhóm cho đi ện
tử mHnh nhứt (thường nhóm cho điện tử bằng hiệu ứng cộng
Cạ 3 CH 3
hưởng sẽ mạnh hơn).
H 2SO4
- Nếu có nhóm cho e và một nhóm hút e, thì sự định h ướng
đốiO H i phản ứng thế thân3H sẽ tùy thuộc nhóm cho điện t ử,
SO e
vớ
OH
nghĩa là sự thế xảy ra ở vị trí orto hay para với nhóm cho.
CH 3 CH 3
N O2
HNO 3, H 2SO4
N O2 N O2
H 2SO4
OH OH
N O2 N O2
SO 3H
Thêm tài liệu vào bộ sưu tập có sẵn:
Báo xấu
LAVA
ERROR:connection to 10.20.1.98:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
ERROR:connection to 10.20.1.98:9315 failed (errno=111, msg=Connection refused)
Đang xử lý...
Thêm vào BST
Báo xấu
